Glossar

Arbeitsschutz, Arbeitsmedizin und Arbeitssicherheit

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Selbstentzündung

Gefahrstoff- und Gefahrgutrecht sehen Prüfungen auf Selbstentzündlichkeit (Ermittlung der pyrophoren Eigenschaften bzw. der relativen Selbstentzündungstemperatur nach Anhang V der Richtlinie 67/548/EWG, der Richtlinie 92/96/EWG bzw. nach UN-Prüfhandbuch) und ggf. Kennzeichnung entsprechender Stoffe vor (R 17 "Selbstentzündlich an der Luft" bzw. Gefahrenzettel "Selbstentzündlich"). Eine Selbstentzündung kann sowohl in Mehrstoff- als auch in Einstoffsystemen unter Beteiligung aller Aggregatzustände ablaufen. Sie kann außer auf einer Oxidation auch auf einer Zerfallsreaktion (z. B. Zersetzung von organischen Peroxiden) oder einer Polymerisation beruhen.

 

Während sich Pyrophore schon in kleinen Mengen bei Raumtemperatur an der Luft spontan entzünden, kann bei anderen Stoffen eine Selbstentzündung nur eintreten, wenn sowohl der brennbare Stoff bei normaler Temperatur merklich oxidiert als auch die bei der Oxidation erzeugte Wärme gestaut bleibt. Diese Reaktionswärme kann zum Glimmen oder zur Entflammung des Stoffs führen. Überschreitet die Temperaturerhöhung gegenüber der Umgebungstemperatur 60 K, spricht man, auch wenn keine Flammenerscheinung auftritt, von Selbstentzündung, andernfalls von Selbsterwärmung oder Selbsterhitzung. Derartige brennbare Stoffe sind auch häufig Brandursache für benachbarte Stoffe sowie Zündquelle für explosionsfähige Brennstoff/Luft-Gemische.

 

Für eine Selbstentzündung ist, außer bei den Pyrophoren, entscheidend, dass die durch die Reaktion entstehende Wärme nicht an die Umgebung abgeführt wird, sondern im Material verbleibt. Da technische Produkte aus festen Stoffen insbesondere in feinverteilter Form (Pulver, Staub) oft eine schlechte Wärmeleitfähigkeit haben, andererseits aber Schüttungen faseriger, stückiger oder körniger Materialien stark mit Luft durchsetzt sind, kommt es dort zu Selbsterhitzungsreaktionen. Deshalb ist die Selbstentzündungstemperatur, z. B. bei einer Staubschüttung, eine wichtige Kenngröße. Sie hängt von Form und Größe der Schüttung ab. Beim Umgang mit staubförmigem Material, z. B. bei der Trocknung, der Filterung und besonders bei Lagerung, müssen diese Effekte berücksichtigt werden. Mit der Größe eines Haufwerks nimmt die Gefahr von Selbsterhitzungsvorgängen zu. Bei der Lagerung größerer Produktmengen besteht die Gefahr der Glimmnestbildung und der Selbstentzündung selbst bei relativ niedrigen Temperaturen. Auch beim Entladen brennbarer Stäube (z. B. von Mehl- und Futtermittelstäuben) kann es zur Selbstentzündung der Stäube und damit zu Bränden kommen, wenn die Förderlufttemperatur zu hoch ist.

 

Ein selbstentzündliches Verhalten kann bei isolierten Rohrleitungen auftreten, wenn auf Grund von Leckagen schwer flüchtige organische Flüssigkeiten in die Isolierung eindringen und durch die große Oberfläche eine Oxidationsreaktion katalysiert wird.

 

Die erforderlichen Schutzmaßnahmen beim Umgang mit Stoffen, die zur Selbstentzündung neigen, müssen auf den Einzelfall abgestimmt werden. Für den sicheren Umgang mit instabilen Stoffen sind folgende Schutzmaßnahmen geeignet:

  • Inertisierung
  • Stabilisierung
  • Verbesserung der Wärmeableitung, z. B. durch Aufteilung der Stoffmengen in kleinere Einheiten, Lagerungstechniken mit Zwischenräumen
  • Temperatur- und Druckregelung
  • Lagerung bei abgesenkten Temperaturen
  • Begrenzung der Verweilzeiten.

 

Als ergänzende Maßnahmen sollten Betriebsanweisungen erstellt werden, die den sicheren Betrieb einer Anlage auch beim An- und Abfahren sowie sichere Stillstandszeiten ermöglichen. Brennbare Luftverunreinigungen und solche, die mit Luft gefährliche explosionsfähige Atmosphäre bilden können, dürfen nicht gemeinsam mit selbstentzündlichen (z. B. Metallstäube in feinster Verteilung, Nitro-/Kunstharzlacke) abgesaugt werden.

 

Lagerung und Aufbewahrung: Stoffe, die durch selbstentzündliche oder instabile Eigenschaften zu Bränden und Explosionen führen können, dürfen nicht in Sicherheitsschränken in Arbeitsräumen eingelagert werden. Für die Zusammenlagerung mit selbstentzündlichen Stoffen bestehen Verbote für folgende Stoffe/Stoffgruppen:

  • organische Peroxide (auch nicht gemeinsam abstellen)
  • Nitrocellulose
  • sehr giftige oder giftige Stoffe
  • Sauerstoff; es dürfen auch keine selbstentzündlichen Stoffe vorhanden sein in Räumen, in denen Sauerstoff gewonnen wird, innerhalb von Abschirmungen für Sauerstoffverdichteranlagen und in Räumen, in denen Sauerstoff vergast wird, innerhalb eines Schutzbereiches von 5 m um mögliche Austrittstellen von flüssigem Sauerstoff.

Literatur

  • Verordnung zum Schutz vor Gefahrstoffen (Gefahrstoffverordnung - GefStoffV) (CHV 5)
  • UVV Herstellen und Bearbeiten von Aluminiumpulver (BGV D 13)
  • UVV Gefahrstoffe (VSG 4.5)
  • Betreiben von Arbeitsmitteln (BGR 500)
  • Umgang mit Magnesium (BGR 204)
  • Organische Peroxide (BGI 752)
  • Sicherheitstechnische Kenngrößen - Ermitteln und Bewerten (BGI 747)
  • Thermische Sicherheit chemischer Prozesse (BGI 828)
  • Merkblatt M 035 "Aluminiumalkyle", BG Chemie (Link)
  • GESTIS-Stoffdatenbank (Link)

Quellen

www.arbeit-und-gesundheit.de